Gewässerforschung 2018 - Jahresforschungsbericht des IGB - IGB Berlin
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Leibniz-Institut für
Gewässerökologie
und Binnenfischerei
Gewässerforschung 2018
Jahresforschungsbericht des IGB
Im Zeichen des Klimawandels Stadt, Land, Gewässer Fische im Fokus
Wie Erwärmung und Wetterextreme Ökosysteme mit Zukunft? Seen, Flüsse Wie Fische (über)leben und was wir
unsere Gewässer beeinflussen und Co. im urbanen und ländlichen Raum von ihrem Verhalten lernen können
Angelfischerei
Aquakultur & Aquaponik
Biodiversität
Dialog & Transfer
Gewässerökosysteme
Nutzung & Management Forschen für die Zukunft
unserer Gewässer
Das IGB ist das bundesweit größte und eines der international
Schadstoffe & Belastungen führenden Forschungszentren für Binnengewässer. Bei uns
arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ganz
unterschiedlicher Disziplinen unter einem Dach. Gemeinsam
untersuchen sie die grundlegenden Prozesse in Flüssen, Seen
und Feuchtgebieten und entwickeln Lösungsansätze und
Handlungsempfehlungen für ein nachhaltiges Gewässer
Umweltwandel management.
Auf den folgenden Seiten stellen wir Ihnen ausgewählte
Forschungsergebnisse, Projekte und Veranstaltungen aus
dem Jahr 2018 vor. Sie sind zehn Themenbereichen zuge
Verhaltensbiologie & Schwarmintelligenz ordnet, in denen wir alles bündeln, was für Sie rund um
unsere Forschungsarbeit interessant sein könnte. Zu den
einzelnen Themen finden Sie auf unserer Website weitere
Informationen, Materialien, Expertinnen und Experten sowie
Hintergründe und aktuelle Meldungen.
Wasser- & Stoffkreisläufe Wir wünschen viel Freude beim Lesen und Entdecken!
Inhalt
8
Forschung
8 Im Zeichen des Klimawandels
Wie Erwärmung und Wetterextreme
unsere Gewässer beeinflussen
Die globale Erwärmung nimmt zu,
ebenso das Auftreten von Wetterex
tremen. Der Klimawandel entpuppt
sich schon heute als bedeutender
Stressfaktor für unsere Gewässer.
Seen und Fließgewässer, deren
Sedimente Treibhausgase abgeben,
tragen dabei selbst zur Klimaverän
derung bei. IGB-Forschende beschäf
tigen sich in ganz unterschiedlichen
Projekten mit dem Klimawandel: Sie
4 sprechen zum Beispiel mit Landwir
Vorwort ten über Klimaanpassungen, analy
sieren, wie sich steigende Tempera
turen auf das Algenwachstum und
Welchen Beitrag kann das IGB zur Lösung
Fischpopulationen auswirken – und
gesellschaftlicher Herausforderungen
tragen zum nächsten IPCC-Bericht
leisten? Mark Gessner, kommissarischer
bei.
Direktor des IGB, wirft einen Blick auf die
aktuelle Glaubwürdigkeitsdebatte und „Trockenfallende
auf neue Errungenschaften am Institut Gewässer, schwankende
im Jahr 2018.
Wasserstände und vor
allem steigende Wasser
temperaturen werden
vielen Arten in Zukunft
zu schaffen machen.“
GREOGOR KALINKAT
p Seite 14
6
Nachrichten
Aus der Welt unserer Forschung
2 Jahresforschungsbericht 2018
Inhalt
„Insgesamt entsteht vor 34
allem in den Städten ein Jahresrückblick
starker Nutzungsdruck
durch Freizeitaktivitäten Hinter uns liegen ereignisreiche zwölf
Monate. Unser Rückblick erzählt von neu
auf Gewässer, über den en Projekten und Initiativen, besonderen
wir bisher zu wenig Momenten und interessanten Begeg
wissen.“ nungen.
MARKUS VENOHR
p Seite 18
16 Stadt, Land, Gewässer
Ökosysteme mit Zukunft? Seen, Flüsse
und Co. im urbanen und ländlichen
Raum
Ohne Gewässer wäre das Leben
kaum denkbar, ob in der Stadt oder
auf dem Land. Sie sind jedoch in Ge
fahr, zum Beispiel durch Mikroplastik
oder Übernutzung – beides Themen,
mit denen sich IGB-Forschende
intensiv beschäftigen. Außerdem
haben sie einen Index entwickelt,
mit dem sich der Wert von Fluss
landschaften bemessen lässt, und
„Viele Angler fühlen
bringen in Erfahrung, wie sauber
sich eng mit ,ihren‘
Fotos: Andy Küchenmeister; Angelina Tittmann; Andreas Gericke; Christian Wolter; Marc Kupetz; David Mandos
städtische Teiche sind – und wie sie
von Bürgerinnen und Bürgern wahr Flüssen verbunden.
genommen werden. 42
Oft sind sie die Ersten,
Intern
die es bemerken, wenn
sich die Wasserqualität 44 Arbeiten und Forschen am IGB
verschlechtert oder wenn 46 Köpfe
etwas Neues im Wasser 48 Publikationen
schwimmt, das da nicht 49 Finanzen
hingehört.“ 50 Organisation
SOPHIA KOCHALSKI
p Seite 30
24 Fische im Fokus
Wie Fische (über)leben und was wir
von ihrem Verhalten lernen können
Ob als Lebensmittel, soziales Wesen
oder zentraler „Player“ in Gewässer
ökosystemen: Fische spielen in der
Forschung des IGB eine wesentliche
Rolle. Wir analysieren ihr Verhalten,
überlegen gemeinsam mit anderen
Interessengruppen, wie sie besser
geschützt werden können, und de
cken auf, wieso Klonfische 100.000
Jahre überleben können. Fische sind
ungemein vielseitig – und ein span
nender Forschungsgegenstand.
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei 3
Vo r w o r t d e s D i r e k t o r s a . i . | Mark Gessner
Foto: David Ausserhofer
Liebe Leserin, lieber Leser,
wie kann Wissenschaft langfristig ihre An diesem Beispiel zeigt sich, wie wich
Glaubwürdigkeit behaupten, wenn sie tig eine funktionierende Kommunikati
von unterschiedlichen Seiten in Zwei „Denn gerade bei on zwischen Forschung, Politik und Ge
fel gezogen wird? Diese Frage hat zum komplexen gesellschaft sellschaft ist. Künftig wird sie zweifellos
Beispiel die Diskussion um Stickoxid- lichen Herausfor noch wichtiger werden. Denn gerade
Grenzwerte aufgeworfen, als über derungen ist die Wissen bei komplexen gesellschaftlichen He
einhundert deutsche Lungenärztinnen rausforderungen ist die Wissenschaft
schaft gefordert, einen
und -ärzte die Evidenz zahlreicher wis gefordert, einen fundierten Beitrag zu
senschaftlicher Studien in Frage stell
fundierten Beitrag zu Problemlösungen zu leisten. Das neh
ten. Inzwischen ist bekannt, dass der Problemlösungen zu men wir als Ansporn, unsere Forschung
ärztlichen Stellungnahme peinliche leisten. Das nehmen kontinuierlich für einen breiteren Aus
Rechenfehler zugrunde liegen. Aber wir als Ansporn, unsere tausch zu öffnen. Die positiven Rück
auch wenn die Stellungnahme nur von Forschung kontinuier meldungen der Evaluierung im Juni
einem Bruchteil der Lungenfachleute 2018 zeigen, dass wir hier auf einem
lich für einen breiteren
in Deutschland unterzeichnet wurde, guten Weg sind.
hat die Medienberichterstattung da
Austausch zu öffnen.“
rüber doch das Vertrauen von Politik Möglich wird dieses Engagement aber
und Gesellschaft in wissenschaftliche erst durch exzellente Wissenschaft, die
Erkenntnisse empfindlich gestört. sich sowohl der Erarbeitung grundle
4 Jahresforschungsbericht 2018
Vo r w o r t d e s D i r e k t o r s a . i .
gender Zusammenhänge widmet als spiriert haben. Namentlich möchte ich
auch aktuellen gesellschaftlichen Her die Freie Universität Berlin erwähnen, die
ausforderungen stellt. Das ist das Fun Humboldt-Universität zu Berlin und die
dament für den soliden, sachorientierten Technische Universität Berlin sowie die
gesellschaftlichen Diskurs kontroverser Universität Potsdam, mit denen wir eng
Fragen, der dann als Grundlage für kluge verbunden sind, den Wissenschaftlichen
Entscheidungen dient. Die am IGB geleb Beirat des Instituts für sein besonderes
te interdisziplinäre Zusammenarbeit er Engagement während der aktuellen Pha
möglicht es, unter einem Dach Gewässer, „Mit der Auswahl der se der kommissarischen Institutsleitung,
ihre Biodiversität und ihre Funktionen Themen in diesem Jah den Forschungsverbund Berlin wegen
aus sehr unterschiedlichen Blickwinkeln seiner ausgezeichneten administrativen
resbericht möchten wir
zu betrachten. Unterstützung, das Gutachtergremium,
nicht nur die Erkenntnisse das das IGB im Juni 2018 evaluiert hat, die
Drei dieser übergreifenden Themen, die und Leistungen des IGB LeibnizGemeinschaft und die Behörden
uns 2018 beschäftigt haben, stellen wir aufzeigen. Der Bericht und Verbände, mit denen wir in engem
Ihnen in diesem Jahresforschungsbe soll darüber hinaus zum Austausch stehen. Einen großen Dank
richt vor: Lesen Sie ab Seite 8, wie sich Nachdenken, vertieften möchte ich der Senatskanzlei Wissen
der Klimawandel auf unsere Gewässer schaft und Forschung des Landes Berlin
Recherchieren und Han
auswirkt und was wir diesen Folgen ent und dem Bundesministerium für Bildung
gegensetzen können. Ab Seite 16 werfen
deln anregen. Anschlie und Forschung (BMBF) aussprechen, die
wir einen Blick auf die Besonderheiten ßend miteinander im durch ihre finanzielle und nichtmateriel
urbaner Gewässer als Ökosysteme und Gespräch zu bleiben, ist le Unterstützung die Arbeit des Instituts
als Ressource für den Menschen. Und ab uns ebenfalls wichtig.“ ermöglichen. Ohne die Mitarbeitenden,
Seite 24 tauchen wir ein in die Welt der die sich in Forschung, Verwaltung, Tech
Fische. Unsere Ergebnisse zeigen, wie nik und Labor täglich mit Elan einsetzen,
diese Tiere neue Lebensräume erobern, wären aber die enormen Fortschritte,
wie wir ihre Bestände künftig besser die das Institut auch 2018 wieder in der
nutzen und schützen können und wie sie Forschung, der gesellschaftlichen Vernet
uns ermöglichen, wissenschaftliche The zung und den internen Strategieprozes
sen auf den Prüfstand zu stellen. sen gemacht hat, natürlich undenkbar.
Auch für diesen Einsatz einen ganz herz
Mit der Auswahl der Themen in diesem lichen Dank!
Jahresbericht möchten wir nicht nur
die Erkenntnisse und Leistungen des Ich bin froh und stolz darauf, dass hiermit
IGB aufzeigen. Der Bericht soll darüber die Voraussetzungen gegeben sind, um
hinaus zum Nachdenken, vertieften Re am IGB weiter wichtige Grundlagen über
cherchieren und Handeln anregen. An Gewässer und ihre Biodiversität zu erar
schließend miteinander im Gespräch zu beiten und darauf aufbauend, sachlich
bleiben, ist uns ebenfalls wichtig. Denn fundierte Lösungen für gesellschaftliche
wir sind überzeugt, dass wir den engen Herausforderungen zu entwickeln. Damit
und offenen Austausch mit Politik und leisten wir nicht zuletzt einen sichtbaren
Zivilgesellschaft brauchen, um dem mas Beitrag, um die Integrität und Glaubwür
siven Verlust aquatischer Biodiversität, digkeit der Wissenschaft in unruhigen
den Folgen des Klima- und Landnut Zeiten zu bewahren.
zungswandels für Gewässer und der glo
bal rasant zunehmenden Urbanisierung
wirksam begegnen zu können.
Ihr
Mein Dank gilt an dieser Stelle wieder
den zahlreichen Partnern, die uns im
Jahr 2018 in Forschung, Lehre und beim
Transfer neuer Erkenntnisse in die Ge
sellschaft begleitet, unterstützt und in Mark Gessner
Direktor a.i.
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei 5
Nachrichten
Geprüft und zur weiteren
Förderung empfohlen
Zwei Tage lang stand das IGB im Juni 2018 un-
ter b esonderer Beobachtung: Neun internationale
Gutachterinnen und Gutachter prüften das Institut und
seine wissenschaftliche Leistung auf Herz und Nieren.
Hinzu kamen Vertreterinnen und Vertreter des L andes
Berlin, des BMBF, der Leibniz-Gemeinschaft sowie
unserer Partneruniversitäten in Berlin und Potsdam.
Beeindruckt war die Kommission von der beachtlichen
Publikationsleistung und der hervorragenden Infra-
struktur des IGB. Besonders hervorgehoben wurde auch
das am Institut entwickelte Science-Society-Interface,
um Forschungswissen in die Gesellschaft zu tragen. Der
Senat der Leibniz-Gemeinschaft schloss sich diesem
Foto: Angelina Tittmann
positiven Urteil an und empfahl Bund und Ländern die
weitere Förderung des Instituts. Ein großer Dank gilt
allen Mitarbeitenden für den e ngagierten Einsatz!
Algenblüten
verhindern
Fisch des Jahres Unsere Müggelsee-Langzeit-
daten lassen tief blicken: Sie
Der Atlantische Lachs zeigen, dass eine Reduzierung von
ist Fisch des Jahres Stickstoff in Seen der Schlüssel zur
2019. Seine besondere Le Vermeidung von Algenblüten im
bensweise zwischen Fluss Sommer ist. Und dass die Bindung
und Meer, seine wirtschaft von Luftstickstoff durch Blaualgen
liche Bedeutung für Angelfi viel zu gering ist, um als Gegenargu-
scherei und Aquakultur und ment für die ökologisch notwendige
sein Schirmartcharakter für Verringerung der Stickstoffeinträge
Foto: Copernicus Sentinel data (2015) ESA Revitalisierungsmaßnahmen zu gelten. Die starke Freisetzung
machen ihn auch für uns zum von Phosphor aus dem Sediment
17
interessanten Forschungsob und von Stickstoff aus dem Wasser
jekt. Forschende des Projekts in die Luft ist typisch für Flachseen
Leistungen IMPRESS haben sich auf den im Sommer, sodass sich viele andere
Weg zu Bruthäusern in Nor flache Seen ähnlich
erfasst der neue Ri wegen, Wales und Deutsch verhalten dürften.
ver Ecosystem Service land gemacht. Sie sprachen
Index, kurz RESI. Das neue mit Angelvereinen und Frei
Werkzeug hilft, Ökosystem willigen über ihre Motivation. Video ansehen
leistungen von Flüssen und Im Interview auf p Seite 30 p www.youtube.com/watch?v=oIME72cZy4M
ihren Auen zu erfassen, zu be haben wir Sophia Kochalski
werten und zu visualisieren. zu den Ergebnissen befragt. Shatwell, T., & Köhler, J. (2019).
Die methodischen Grundla Decreased nitrogen loading controls
gen und Berechnungsformeln summer cyanobacterial blooms w ithout
fasst ein Anwendungshand promoting nitrogen-fixing taxa: Long-
buch zusammen, das als kos term response of a shallow lake. Limno
tenfreier Download verfüg logy and Oceanography, 64(S1), 166-178.
bar ist. Mehr erfahren Sie auf doi:10.1002/lno.11002
p Seite 21. Grafik: Christiane John
6 Jahresforschungsbericht 2018
Nachrichten
15
Mit vereinten Kräften
Artikel Im Rahmen der World Water Week in Stockholm wurde die
Alliance for Freshwater Life (AFL) Ende August 2018 offiziell
zu aquatischen Grenz- vorgestellt. Die AFL ist ein internationales Netzwerk von aktuell 23
zonen bündelt ein Son- Partnern, darunter als Gründungsmitglied auch das IGB. „For-
derheft der Fachzeitschrift schung, Naturschutz und Politik haben alle ein großes Interesse
Limnologica, das im Frühjahr daran, die Biodiversität zu schützen. Trotzdem arbeiten wir noch
2018 erschienen ist. Unter nicht intensiv genug zusammen. Die AFL ist für alle Teilnehmen-
dem Titel „Aquatic interfaces den ein Bekenntnis, Expertisen zu bündeln und sich dafür einzuset-
and linkages – an emerging zen, dass auch die Öffentlichkeit für das Thema sensibilisiert wird“,
topic of interdisciplinary re so beschreibt IGB-Forscher Michael Monaghan den Auftrag des
search” thematisiert das Heft Netzwerks.
die komplexen Wechselwir
kungen von geochemischen, Mehr erfahren
biologischen und physikali p www.allianceforfreshwaterlife.org
schen Prozessen an diesen
Orten. Grenzzonen zeigen Darwall, W. et al. (2018). The Alliance for Freshwater Life: a global call to
eine besonders hohe Aktivität unite efforts for freshwater biodiversity science and conservation. Aqua
und beeinflussen so die Stoff- tic Conservation, 28(4), 1015-1022. doi:10.1002/aqc.2958
und Energieströme innerhalb
der Gewässer sowie mit der
sie umgebenden Landschaft.
Ihre Funktionsweise und
Leistungen zu verstehen, ist
nötig, um die Auswirkungen Neues Gesicht
von Managementmaßnah
men oder Umweltwandel „Ein besonderes Anliegen ist mir, die
besser abschätzen zu können. Integration von Wissenschaft und
An dem Sonderheft haben Wissenschaftsunterstützung weiter
neun IGB-Autoren aus vier voranzutreiben, um gemeinsam
Abteilungen mitgewirkt. Das möglichst gute Rahmenbedingungen
IGB hat frühzeitig einen eige für die Forschung am IGB zu schaf-
nen Schwerpunkt auf dieses fen“, sagt Gwendolyn Billig, seit dem
Thema gelegt, etwa einen 1. Januar 2019 neue Verwaltungs-
Programmbereich dafür ein leiterin am Institut. Und wir sagen:
gerichtet sowie die beiden herzlich willkommen im Team!
Graduiertenschulen AQUA Foto: IGB/David Ausserhofer
LINK und Urban Water Inter
faces initiiert. Dr. Gwendolyn Billig, verwaltungsleitung@igb-berlin.de
Hupfer, M. et al. (2018). Aqua
tic interfaces and linkages: an
emerging topic of interdis
ciplinary research. Limno GEWÄSSER-NEWS
logica, 68, 1-4. doi:10.1016/j.
limno.2017.12.002 Sie möchten über unserer Gewässerforschung auf dem Laufen
den bleiben und wissen, welche neuen Aktivitäten es am IGB
gibt? Dann abonnieren Sie doch unseren Newsletter,
der Ihnen alle zwei Monate
Informationen rund ums IGB und
unsere Themen ins Postfach liefert.
Jetzt Anmelden
p www.igb-berlin.de/newsletter
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei 7
Extreme
Wetterereignisse
gefährden Ernteerträge
und Böden. Ebenso nehmen
die negativen Folgen der Nehmen
intensiven Landnutzung die Erderwärmung
auf die Gewässer zu. sowie gleichzeitig die
Belastung mit Nährstoffen
p Seite 15 zu, emittieren Seen mehr
Treibhausgase und be
schleunigen so den Klima
wandel.
p Seite 11
Gewässer
trocknen auf der
ganzen Welt vermehrt
temporär aus. Unter diesen
schwankenden Lebensbe
dingungen leiden zahl
reiche Süßwasserfischarten,
vor allem in der Mittel
meerregion.
p Seite 14
8 Jahresforschungsbericht 2018Im Zeichen
des Klimawandels
Wie Erwärmung und Wetterextreme
unsere Gewässer beeinflussen
Die globale Erwärmung nimmt zu, ebenso das Auftreten von Wetterextremen.
Der Klimawandel entpuppt sich schon heute als bedeutender Stressfaktor für
unsere Gewässer. Seen und Fließgewässer, deren Sedimente Treibhausgase
abgeben, tragen dabei selbst zur Klimaveränderung bei. IGB-Forschende
beschäftigen sich in ganz unterschiedlichen Projekten mit dem Klimawandel:
Sie sprechen zum Beispiel mit Landwirten über Klimaanpassungen,
analysieren, wie sich steigende T
emperaturen auf das Algenwachstum
und Fischpopulationen auswirken – und tragen zum nächsten
IPCC-Bericht bei.
Hohe
Nährstoffkonzentrationen,
höhere Wassertemperaturen
und eine längere Schichtung
begünstigen, dass Cyano
bakterien in Seen gedeihen.
Die Nutzung als Badegewässer
ist dann häufig beeinträchtigt.
p Seite 12
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei 9Fo r s c h u n g | Im Zeichen des Klimawandels
Seen leiden unter …
Klima
Der Klimawandel macht Seen – ob flach, ob tief, ob groß oder klein – zu schaffen. Das liegt
vor allem an steigenden Temperaturen und extremen Wetterereignissen, aber auch an zu
vielen Nährstoffen, die in ihre Wasserkörper gelangen.
Was den Rhythmus von Seen prägt, ist die Phänologie, der Ablauf bestimmter saisonaler Ereignis
se im Jahresverlauf. Steigen die Temperaturen, frieren sie später und seltener zu, das Eis auf ihrer
Oberfläche schmilzt eher. Mehr Licht und Wärme lassen die Algen im Frühjahr eher wachsen.
Auf steigende Lufttemperaturen und damit erhöhte Wassertemperaturen reagiert der thermische
Zyklus von Seen besonders empfindlich. Dieser Zyklus steuert die saisonale Durchmischung der
Wassersäule: Wie mit einem Motor werden Sauerstoff und Nährstoffe gleichmäßig verteilt. Zuneh
mende Heißwetterperioden in den Sommermonaten führen dazu, dass Seen auch dann häufiger
eine Schichtung ausprägen, wenn sie flach sind, wie zum Beispiel der Müggelsee in Berlin. Sind sie
sehr tief wie etwa der Bodensee, kühlen sie sich in warmen Wintern nicht mehr stark genug ab
und durchmischen sich in der Folge nicht mehr jährlich bis zum Grund. Durch den Klimawandel
ändern sich also die Schichtungstypen, meist zum Nachteil der Durchmischung.
Die veränderte thermische Struktur führt voraussichtlich auch dazu, dass die Sauer
stoffkonzentration in Seen sinken wird. Der Sauerstoffmangel bringt ein weiteres
Problem mit sich: Durch chemische Prozesse werden zuvor in den Sedimenten
gebundene Nährstoffe wie Phosphor freigesetzt. Seen düngen sich quasi un
freiwillig selbst. Diese Nährstoffe sind nur ein kleiner Teil des Problems: Seen
leiden enorm und schon seit vielen Jahrzehnten unter Nährstoffeinträgen
aus der Landwirtschaft (p Seite 15) und durch Abwassereinleitungen. Beide
sind Hauptverursacher für übermäßiges Algenwachstum. Der Klimawandel
beschert vielen Seen erhöhte Niederschläge, zum Beispiel durch Starkregen
ereignisse. Diese führen zusätzlich zu steigenden Nährstofffrachten aus der
Umgebung, vor allem von gelöstem organischem Kohlenstoff.
Apropos Algenwachstum: Neben hohen Nährstoffkonzentratio
nen begünstigen auch höhere Wassertemperaturen und eine
längere Schichtung, dass insbesondere Cyanobakterien
prächtig in Seen gedeihen. Dadurch können sich auf ihren Im IGB-Dossier
Oberflächen im Sommer dichte Blütenteppiche bilden. „Seen im Klimawandel:
Als Badegewässer sind sie dann kaum mehr tauglich. Diagnosen und Prognosen
aus der Langzeitforschung“
Seen sind vitale Lebensräume, die für viele Pflanzen haben wir zusammengefasst,
und Tiere, für den Menschen und als wichtiger Bau welchen Veränderungen Seen bereits
stein im globalen Ökosystem unverzichtbar sind. Wie unterliegen und welche Szenarien wir
stark und in welchem Tempo der Klimawandel ihnen voraussichtlich zu erwarten haben.
weiter zusetzen wird, ist unklar, zumal eine verstärkte Es kann kostenlos
Wassernutzung und -verknappung auf der ganzen heruntergeladen werden
Welt den Seeökosystemen zusätzlich zu schaffen p http://bit.ly/Klimawandel-Dossier
macht. Sicher scheint jedoch zu sein: Seen sind mächtig
im Stress, und der wird in den kommenden Jahren voraus
sichtlich weiter zunehmen.
Prof. Dr. Rita Adrian, adrian@igb-berlin.de
Dr. Tom Shatwell, tom.shatwell@ufz.de
10 Jahresforschungsbericht 2018Im Zeichen des Klimawandels | Fo r s c h u n g
Seen machen …
stress
Seen sind Treibhausgas-Senken? Ja. Aber: Sie können auch vermehrt Methan und
Kohlendioxid freisetzen und damit zu einer entscheidenden Quelle für Treib-
hausgase werden. Je mehr Gase als Emissionen aus Binnengewässern in
die Atmosphäre gelangen, desto schneller erwärmt sich die Erde: ein
Teufelskreis also, durch den sich der Klimawandel selbst verstärkt.
Zwei Drittel der Erde sind von Wasser bedeckt, und das ist ungemein
nützlich: Große Wasserkörper sind nämlich in der Lage, klimawirksame
Treibhausgase wie Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) zu binden. Die
sen Job übernehmen vor allem die Ozeane, aber auch Seen haben einen
Anteil daran.
Denen scheint die Sache aber zu „heiß“ zu werden. Ihre Temperatur hat sich
in den Sommern der vergangenen 30 Jahre global im Schnitt um 0,34 Grad
erhöht (p Seite 12). Und wird es wärmer, neigen sie dazu, Treibhausgase zu emit
tieren anstatt zu schlucken: Eine niederländische Laborstudie unter Beteiligung des
IGB zeigte, dass ein Anstieg von 1°C die Methanfreisetzung von Gewässern um sechs bis 20
Prozent erhöht. Ein Anstieg von 4°C führte im Labor zu 51 Prozent mehr Methanemissionen.
Wie kommt es dazu? Methan entsteht in Seen normalerweise beim Abbau organischer
Materialien im Sediment. In kleinen Gasbläschen steigt es dann vom Grund bis an die
Wasseroberfläche und gelangt so in die Atmosphäre. Dieser Prozess ist von der Tempera
tur und von der Verfügbarkeit organischen Materials abhängig. Stauseen in den Tropen
emittieren deshalb besonders viel Methan. Überflutete Regenwaldgebiete und höhere
Temperaturen schaffen dort einen optimalen Mix für Zersetzungsprozesse und somit
auch für die Bildung von Methan. So könnte der weltweite Staudammboom zu einer
Zunahme der Treibhausgasemissionen führen, wiederum begünstigt durch den Tempera
turanstieg.
Das ist aber nicht alles. Methan wird nicht nur in den Sedimenten, sondern auch in der
assersäule gebildet. Cyanobakterien, die Methan produzieren können, spielen dabei eine
W
wichtige Rolle. Diese mögen es wiederum, wenn in Seen viele Nährstoffe verfügbar sind, und sie
mögen ebenfalls hohe Temperaturen: Dann gedeihen sie, die Methanbildung „blüht“.
Zwar kann das in Sedimenten oder im Wasser gebildete Methan direkt im Wasser abgebaut
werden, nämlich durch Mikroorganismen, die Methan verstoffwechseln. Das gilt aber nur für
einen Teil des Methans. Auch dieser mikrobielle Prozess ist von der Temperatur abhängig. Die
Erderwärmung kann also beides forcieren: die Bildung und den Verbrauch von Methan in Seen.
Es ist offensichtlich: Seen spielen eine wichtige Rolle für die Treibhausgaskonzentration in
der Atmosphäre. Dabei hängt es von den Umweltbedingungen ab, ob sie als Senke oder als
Quelle für Treibhausgase wirken. Nehmen die Erderwärmung sowie gleichzeitig die Belastung
mit Nährstoffen zu, werden Seen mehr Treibhausgase emittieren und so den Klimawandel
beschleunigen.
Dr. Peter Casper, pc@igb-berlin.de
Prof. Dr. Hans-Peter Grossart, hgrossart@igb-berlin.de
PD Dr. Sabine Hilt, hilt@igb-berlin.de
Dr. Gabriel Singer, singer@igb-berlin.de
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei 11Fo r s c h u n g | Fokus Klimawandel
„Die Aussagen im IPCC-
Bericht müssen sehr gut
abgesichert sein.“
Rita Adrian leitet die Abteilung
Ökosystemforschung am IGB.
Foto: IGB/David Ausserhofer
Rita Adrian befasst sich mit der Lang- haben wir Messreihen, die 40 bis 50 Jahre zurückrei
zeit- und Klimafolgenforschung an Seen. chen und es uns erlauben, Trends zu berechnen. So ist
Der Weltklimarat hat sie als Hauptautorin des das Oberflächenwasser von Seen im Sommer seit den
Sechsten IPCC-Sachstandsberichts (AR6) aus- 1980er-Jahren im globalen Durchschnitt um 0,34 °C
gewählt, der 2021/22 veröffentlicht werden soll. pro Dekade wärmer geworden. Darüber hinaus sind
Bereits am Fünften IPCC-Sachstandsbericht von Ökosysteme zunehmend Extremereignissen wie
2014 hat Rita Adrian als Co-Autorin mitgewirkt. Hitze oder Stürmen ausgesetzt; letztere gehen oft
mit starken Niederschlägen einher. All das beeinflusst
Frau Adrian, wie sieht Ihr Beitrag für den IPCC konkret ebenfalls die thermische Struktur und die Nährstoff
aus? dynamik eines Sees (p Seite 10).
So einen Bericht zu verfassen, ist ein jahrelanger Pro
zess, an dem ein großes internationales Autorenteam Welche Auswirkungen hat der Temperaturanstieg auf
beteiligt ist. Beim kommenden IPCC-Sachstandsbe Seen?
richt bin ich zusammen mit weiteren Hauptautoren Die Auswirkungen sind sehr vielfältig, hier nur zwei
für das Kapitel Terrestrial and freshwater ecosystems Beispiele: Der Erwärmungstrend hat eine Verlänge
and their services verantwortlich. Wir tauschen uns rung der sommerlichen stabilen thermischen Schich
regelmäßig über E-Mail aus und treffen uns im Januar tung von Seen zur Folge. Fische, die aus dem sauer
2019 das erste Mal persönlich. Ich sehe in dieser Arbeit stofffreien kalten Tiefenwasser nach oben ziehen,
einen Beitrag an Wissenschaft und Politik, den ich sind hier hohen Wassertemperaturen und zu geringen
sehr gerne übernehme. Sauerstoffkonzentrationen ausgesetzt. Dies kann zu
Fischsterben führen, wie wir es im letzten Sommer
Wie gehen Sie und Ihre Mitautoren vor? beobachten mussten. Eine weitere Folge betrifft die
Wir bewerten die Auswirkungen der Klimaverände Eisbildung. Der Müggelsee wird Ende dieses Jahrhun
rungen auf Gewässer und die aquatische Biodiversität derts in sechs von zehn Jahren eisfrei sein, aktuell ist
auf Basis der bereits vorhandenen begutachteten er das nur in zwei von hundert. Das entspricht einer
wissenschaftlichen Literatur. Die Aussagen, die am geografischen Verschiebung des Sees um etwa 800
Ende im IPCC-Bericht stehen, müssen sehr gut wissen Kilometer nach Süden, also nach Norditalien.
schaftlich abgesichert sein. Sie beruhen auf begutach
teten, wissenschaftlichen Publikationen. Prof. Dr. Rita Adrian, adrian@igb-berlin.de
Wie machen sich Klimawandel und Erderwärmung bei Das Gespräch führte Kristina Simons.
Seen bemerkbar?
Steigende Lufttemperaturen führen dazu, dass sich Die Langfassung des Interviews lesen Sie auf unserer
die Wassertemperaturen erhöhen. Aus unserer Lang Website p www.igb-berlin.de/news/igb-leistet-beitrag-
zeitforschung am Müggelsee und von Seen weltweit zum-ipcc-bericht
12 Jahresforschungsbericht 2018Im Zeichen des Klimawandels | Fo r s c h u n g Urbane Seen fit für den Klimawandel machen Der Sommer 2018 war außergewöhnlich heiß und trocken. Das wirkte sich auch auf die Berliner Stadt- seen aus, die Rekordwerte bei der Wassertemperatur erreichten: Im Müggelsee wurden 29,9 und im Tegeler See 28,6°C gemessen, die dort jeweils höchsten bisher gemessenen Wassertemperaturen; auch andere Seen wie der Arendsee, der größte natürliche See Sachsen-Anhalts, heizten sich so stark wie nie zuvor auf. Häufiger als sonst gab es deutschlandweit zudem Berichte über plötzliches Fischsterben und Massenentwicklungen von Cyanobak- terien. Angesichts solcher Entwicklungen fragt sich, wie der Klima wandel zukünftig auf unsere Gewässer wirkt und mit welchen An passungsstrategien erreicht werden kann, dass Wasser in weiter hin guter Qualität zur Verfügung steht. Um diesen Fragen auf den Grund zu gehen, haben wir einen Blick in die Zukunft des Tegeler Sees geworfen, der für die Trinkwasserversorgung von Berlin eine große Bedeutung hat. Wir betrachteten Klimaeffekte und Bewirt schaftung bis zum Jahr 2100 mit Hilfe einer Modellierungsstudie. Die Modellergebnisse zeigen, dass sich in diesem urbanen See die Wassertemperaturen erhöhen und die Dauer der sommerlichen Mit Messbojen kann überwacht werden, wie sich Klima Schichtung verlängert. Wir koppelten diese Ergebnisse mit einem veränderungen auf Seen auswirken. Diese Bojen verfügen Gewässermodell und entwickelten Szenarien, um den Einfluss jeweils über meteorologische Sensoren, eine oberflächennahe verschiedener Bewirtschaftungsoptionen zu quantifizieren. Dabei Multiparametersonde, eine autarke Stromversorgung und zeigte sich, welche Konzentrationen für Sauerstoff, Phosphat und Datenfernübertragung. Oben ist eine zusätzliche Messkette Nitrat im Jahresverlauf zukünftig zu erwarten sind. Mit einer ange mit Temperatur- und Sauerstoffloggern abgebildet; unten eine passten Bewirtschaftung lassen sich diese beeinflussen: Klimabe zusätzliche Multiparametersonde, die mehrmals am Tag Daten dingte Effekte nehmen ab, wenn der Betrieb der Oberflächenwas aus unterschiedlichen Tiefen erhebt. | Abbildung: Sylvia Jordan ser-Aufbereitungsanlage (OWA) des Sees stufenweise erhöht wird. Insgesamt bestätigt unsere Studie, dass der Klimawandel den Auf wand zum Erhalt einer guten Wasserqualität von Seen erhöhen kann. Grundlage für die Kalibrierung und Validierung numerischer Modelle sind längere Zeitreihen, die nur für wenige Seen in der er forderlichen zeitlichen Auflösung vorliegen. Deshalb unterstützt das IGB aktuelle Bemühungen der Senatsverwaltung von Berlin und der Fachbehörden weiterer Bundesländer, ein Klimafolgen- Monitoring für eine größere Anzahl von Seen einzurichten. Für ein langfristig ausgelegtes Monitoring sind die Installation einer auto nomen Messboje an der tiefsten Stelle eines Sees und eine zeitnahe Datenfernübertragung die beste Möglichkeit, um lückenlos klima bedingte Veränderungen der Temperatur und anderer Parameter zu erfassen. Die Fernübertragung der Echtzeitmessungen an die Fachbehörden kann auch als Frühwarnsystem genutzt werden, um etwa rechtzeitig Maßnahmen gegen Fischsterben einzuleiten. Dr. Michael Hupfer, hupfer@igb-berlin.de Dr. Robert Ladwig, ladwig@igb-berlin.de Ladwig, R. et al. (2018). Climate change demands adaptive management of urban lakes: model-based assessment of management scenarios for Lake Tegel (Berlin, Germany). Water, 10(2), 1-23. doi:10.3390/w10020186 Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei 13
Fo r s c h u n g | Im Zeichen des Klimawandels
Süßwasserfische der
Mittelmeerregion in der Klimakrise
Viele Süßwasserfische Europas sind durch
den Klimawandel stark bedroht. Gregor
Kalinkat ist Biodiversitätsforscher am IGB und hat mit
einem internationalen Team untersucht, welche Arten
besonders gefährdet sind.
Foto: IGB/David Ausserhofer
Herr Kalinkat, was sind die großen Herausforderungen für
Süßwasserfische im Klimawandel?
Trockenfallende Gewässer, schwankende Wasserstände und vor Erwärmung begünstigt Wachstum
allem steigende Wassertemperaturen werden vielen Arten in Zu von Aufwuchsalgen
kunft zu schaffen machen. Laut Roter Liste der Weltnaturschutzu
nion (IUCN) ist etwa ein Drittel der Süßwasserfischarten von den
Auswirkungen des Klimawandels betroffen. Damit gehören sie zu Die globale Erwärmung hat tiefgreifen-
den am stärksten gefährdeten Arten weltweit. Wir sehen es aktuell de Auswirkungen auf das Funktionieren
im hitzegeplagten Australien, wo im Januar 2019 in vielen Flüssen aquatischer Ökosysteme. Bisher zu wenig verstanden
hunderttausende Fische verendeten. ist der Einfluss auf Primärproduzenten im Zusammen-
spiel mit deren Konsumenten. Das gilt insbesondere
Wenn wir nach Europa schauen, welche Länder sind dort für Aufwuchsalgen (Periphyton), die alle Oberflächen
besonders betroffen? unter Wasser bewachsen. Sowohl deren Wachstum als
In unserer Studie haben wir 443 europäische Süßwasserfischarten auch Fraßverluste, z.B. durch Schnecken, werden von der
untersucht. Die „Top 20“ der bedrohten Arten in Europa kommen Temperatur beeinflusst. Wir haben mit Sabine Hilt ge-
aus Griechenland, Spanien und Portugal. Fische in extremen Le sprochen, wie sich die Erderwärmung künftig auf diese
bensräumen, die durch Hitze und Trockenheit charakterisiert sind, Prozesse auswirken könnte.
zeigen sich besonders anfällig gegenüber einer weiteren Verschär
fung der Lebensbedingungen. Frau Hilt, profitieren Algen grundsätzlich von höheren
Temperaturen oder gibt es auch gegenteilige Effekte?
Welche Vorschläge haben Sie für das Management von Europas Verschiedene Algenarten haben unterschiedliche Temperaturop
Süßwasserfischen? tima, aber grundsätzlich beschleunigen erhöhte Temperaturen
Unsere Ergebnisse und die Erkenntnisse aus anderen Studien sind meist das Wachstum und erhöhen die Produktion. Das gilt aber
ein eindeutiges Signal dafür, Managementmaßnahmen besonders nicht nur für die Aufwuchsalgen, sondern auch für deren Konsu
auf die Mittelmeerregion zu konzentrieren. Die empfindlichsten menten. Die Frage ist also, wie der Nettoeffekt aussieht.
Arten haben oft eine geringe Körpergröße, gehören zu den selte
nen Arten mit kleinem Verbreitungsgebiet und haben daher nicht Wie lautet Ihre Antwort?
unbedingt eine direkte wirtschaftliche Relevanz. Sie spielen mitun Wir konnten zeigen, dass sich die Produktion der Aufwuchsalgen
ter aber eine wichtige Rolle in den Nahrungsnetzen und Ökosyste im Frühjahr verdoppelt, wenn die Temperatur um 4°C erhöht wird.
men. Ich würde mir wünschen, dass Schutzbestrebungen nicht nur Ab Juni wurde dieser Effekt jedoch durch den erhöhten Fraßdruck
die Fischerei, sondern den Erhalt der Lebensgemeinschaften und der Konsumenten vollständig kompensiert. Um das zu untersu
der komplexen Leistungen für Natur und Mensch im Fokus haben. chen, hat mein Doktorand Garabet Kazanjian an einem großen
Experiment zu den Auswirkungen der Klimaerwärmung am Nie
Dr. Gregor Kalinkat, kalinkat@igb-berlin.de derländischen Institut für Ökologie (NIOO) teilgenommen. Dabei
haben wir Flachseen-Ökosysteme in acht großen Tanks im Labor
Jaric, I. et al. (2019). Susceptibility of European freshwater fish to simuliert, von denen die Hälfte um 4°C im Vergleich zur jeweils ak
climate change: Species profiling based on life-history and envi tuellen Flachseen-Temperatur erwärmt wurde.
ronmental characteristics. Global Change Biology 25(2), 448-458.
doi:10.1111/gcb.14518 Was bedeuten diese Veränderungen für aquatische Ökosysteme?
Eine erhöhte Periphyton-Produktion wirkt sich nicht nur auf das
Nahrungsangebot, sondern durch verstärkte Beschattung der Un
terwasserpflanzen auch auf die gesamte Struktur des Ökosystems
aus. Das kann negative Konsequenzen für dessen Biodiversität,
Treibhausgas-Emissionen und Kohlenstoff-Ablagerung haben.
PD Dr. Sabine Hilt, hilt@igb-berlin.de
Kazanjian, G. et al. (2018). Impacts of warming on top-down and
bottom-up controls of periphyton production. Scientific Reports, 8,
Foto: IGB/David Ausserhofer 9901. doi:10.1038/s41598-018-26348-x
14 Jahresforschungsbericht 2018Im Zeichen des Klimawandels | Fo r s c h u n g
Wie die Landwirtschaft
sich besser an den Klimawandel anpassen kann
Die Bodenbedeckung und die zeitgerechte Bearbeitung gewinnen bei zunehmender Trockenheit im Frühjahr und Spätsommer an Bedeutung.
Foto: Andreas Gericke/IGB
Ob der Starkregen im Juni 2017 oder der Dürresommer 2018 – bei extremen Wetterereignissen stellt sich
schnell die Frage nach Klimaschutz und Anpassung an den Klimawandel, auch in der Landwirtschaft.
Denn treten solche Ereignisse vermehrt auf, gefährden sie Ernteerträge und Böden. Ebenso nehmen die negativen
Folgen der intensiven Landnutzung auf die Gewässer zu. Doch im Unterschied zum Klimaschutz gibt es für Klimaan-
passungen bisher kaum Strukturen. Im Projekt BAUM haben Forschende beispielhaft das Regionalklima in Berlin-
Brandenburg untersucht. Sie identifizierten die Folgen sowie mögliche Maßnahmen zur Klimaanpassung für die
Praxis. Ihre wichtigsten Ergebnisse haben wir zusammengefasst:
1 Brandenburger Landwirtinnen und Landwirte neh
men die Klimaänderungen wahr und bewerten diese
überwiegend negativ. Jedoch hält nur die Hälfte der Befragten
tung durch den (teilweisen) Verzicht auf den Pflug. Das wird
in Brandenburg auf über 50 Prozent der Ackerfläche durchge
führt. Jedoch werden dabei mehr Herbizide eingesetzt.
7
Klimaanpassungen für wichtig.
2
Wegen der steigenden Temperaturen und der Ver
Stations- und Klimamodelldaten bestätigen die Wahr schiebung von Niederschlägen in den Winter wird es
nehmung der Landwirtschaftsbetriebe: In den letzten wichtiger, den Wasserrückhalt in der Fläche zu sichern. Dazu
30 Jahren haben sowohl die Temperaturen und Hitzetage als gehört auch, Feuchtgebiete besser zu schützen.
8
auch die Frühjahrstrockenheit und erosive Starkregen zuge
nommen. Auch die Landesverwaltung ist gefragt: Der bisherige
3
mittlere Anstieg erosiver Starkregenereignisse um 50
Bis Mitte dieses Jahrhunderts ist mit mehr Hitzetagen Prozent und die im Projekt überarbeiteten Stickstoffbilanzen
(+ 4 bis 5 Tage) und höheren Mitteltemperaturen erfordern eine Neuausweisung von Risikogebieten für hohe
(+ 0,7 °C im Sommer und + 1,3 °C im Winter) zu rechnen. Das Stoffeinträge in Gewässer für die Europäische Wasserrahmen
Risiko von Bodenerosion nimmt weiter zu, um bis zu 40 Pro richtlinie.
9
zent. Die Neubildung des Grundwassers steigt im Winter um
10 Prozent und verringert sich tendenziell im Sommer. Die Kommunen sollten Kläranlagen ausbauen und
4
optimieren. So stammt zwar ein Drittel der Nährstoff
Die aktuell großen klimatischen Schwankungen ver einträge in die Gewässer in Berlin-Brandenburg heute aus
deutlichen: Die Landwirtschaft muss generell schneller der Landwirtschaft. Um etwa den guten chemischen Zustand
und flexibler auf Klimaänderungen und Wetteranomalien der Havel bis 2027 zu erreichen, müssten die Frachten von
reagieren. Dafür müssen auch regionale, datenbasierte Klima Stickstoff um ein Drittel und von Phosphor um 16 Prozent
analysen stärker in der Praxis Anwendung finden. gesenkt werden. Mit landwirtschaftlichen Maßnahmen allein
5
ist dieses Ziel nicht zu erreichen.
Klimaaussagen sind stets unsicher. Landwirtinnen und
Landwirte können sich durch ein breites Sorten- und
Artenspektrum und den Aufbau der Humusschicht in ihren Alle Ergebnisse des Projekts können als Broschüre herunter
Böden besser gegen die Herausforderungen wappnen. Auch geladen werden. Diese enthält auch Hinweise zu weiterer
die Umstellung auf Ökolandbau kann durch die höhere Boden Literatur p http://bit.ly/BAUM-Broschuere
bedeckung und den verringerten Düngereinsatz die Risiken
des Klimawandels abmildern. Bisher werden landesweit
weniger als 10 Prozent der Äcker ökologisch bewirtschaftet, Projekt: Klimawandel und Wetteranomalien: Bewertung von
mit deutlichen regionalen Unterschieden. Agrar-Umwelt-Maßnahmen (BAUM), Laufzeit 10/15-06/18,
6
Gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz
Eine wirksame und für viele Betriebe attraktive Maß und Nukleare Sicherheit (BMU), Leitung: Dr. Andreas Gericke,
nahme zum Schutz der Böden und der Verbesserung gericke@igb-berlin.de, Beteiligung: Abteilung 1, Programm-
des Wasserhaushalts ist die konservierende Bodenbearbei bereich 3
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei 15Die zunehmende
Urbanisierung erfor
dert neue Konzepte zur
Sicherung der Ernährung,
zum Beispiel städtische
Landwirtschaft. Ein
neues P rojekt evaluiert
das Potenzial urbaner
Aquaponik.
p Seite 23
Regionen,
die einen starken
Rückgang an Fluginsekten
verzeichnen, leiden
zusätzlich unter hoher
Lichtverschmutzung.
In Städten
p Seite 20 ist der Nutzungsdruck
durch Freizeitaktivitäten
besonders hoch. Zeitpunkte
mit hoher Belastung entste
hen meist nur an wenigen
Tagen im Jahr, können die
Gewässer aber stark und
dauerhaft beeinträchtigen.
p Seite 18
16 Jahresforschungsbericht 2018Stadt, Land, Gewässer
Ökosysteme mit Zukunft? Seen, Flüsse und Co.
im urbanen und ländlichen Raum
Ohne Gewässer wäre das Leben kaum denkbar, ob in der Stadt oder auf
dem Land. Sie sind jedoch in Gefahr, zum Beispiel durch Mikroplastik
oder Übernutzung – beides Themen, mit denen sich IGB-Forschende
intensiv beschäftigen. Außerdem haben sie einen I ndex entwickelt,
mit dem sich der Wert von Flusslandschaften bemessen lässt, und
bringen in Erfahrung, wie sauber s tädtische Teiche sind – und wie sie
von Bürgerinnen und Bürgern wahrgenommen werden.
Ein neuer
Index hilft, Leistungen
von Flusslandschaften
zu erfassen und die
Auswirkungen von Bau-
und Bewirtschaftungs
Viele
maßnahmen fachüber
anthropogene
greifend zu bewerten.
organische Spurenstoffe
werden nicht oder kaum
p Seite 21
aus dem Abwasser entfernt
und gelangen so in
städtische Flüsse.
p Seite 20
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei 17Fo r s c h u n g | Stadt, Land, Gewässer
„Einzäunen geht nicht“
Diverse Freizeitnutzungen an Gewässern
wurden bisher kaum wissenschaftlich unter
sucht. | Foto: Florian Möllers/AVN
Gewässer spielen eine zentrale Rolle für die Gestaltung unserer Freizeitaktivitäten. Wie sich diese auf die
Ökosysteme von Seen und Flüssen auswirken, wurde im Gewässermanagement bislang kaum und besten-
falls durch Nutzungseinschränkungen berücksichtigt. Markus Venohr und Christian Wolter wollen das ändern –
und verraten im Interview auch, was Nutzerinnen und Nutzer bevorzugen und am meisten stört, wenn sie am See
Erholung suchen.
Herr Venohr, Herr Wolter, Sie beschäftigen sich in Markus Venohr: … und dann gibt es noch die Padd
Ihrem aktuellen Projekt AQUATAG mit der Frage, wie ler, oder Spazierende, die ihre Hunde ausführen,
stark Gewässer unter der menschlichen Freizeitnut- oder Badende. Sie alle nutzen Seen und Flüsse auf
zung leiden. Wie kam es dazu? jeweils unterschiedliche Weise. Insgesamt entsteht
Christian Wolter: Anthropogene Einflüsse auf Ge vor allem in den Städten ein starker Nutzungsdruck
wässer sind ein wichtiger Teil unserer Forschungs durch Freizeitaktivitäten auf Gewässer, über den
arbeit. Wir hatten bislang allerdings vor allem die wir bisher zu wenig wissen. Welche Bedingungen
kommerzielle Nutzung im Blick, also beispielsweise bestimmen, wie viele Leute zu welchen Zeiten an
Beeinträchtigungen durch Schifffahrt oder den ein Gewässer gehen? Dazu gibt es kaum Daten,
Eintrag von Nährstoffen aus der Landwirtschaft. und die vorhandenen, zum Beispiel ein Jahres
Bei der Frage, wie sich Gewässer revitalisieren las durchschnitt von Badegästen, sind nicht geeig
sen, geriet die Freizeitnutzung gewissermaßen von net, Nutzungspeaks zu lokalisieren. Peaks – also
selbst in den Blick – schließlich werden Motorboote Zeitpunkte mit hoher Belastung – entstehen meist
auch privat genutzt… nur an wenigen Tagen im Jahr, beeinträchtigen
dann aber die Ökologie unter Umständen stark
und dauerhaft.
Was zeichnet solche Peaks aus, und warum werden
„Peaks – also Zeitpunkte sie zur Belastung für die Gewässer?
mit hoher Belastung – MV: Insbesondere Badegewässer werden an hei
entstehen meist nur an ßen, sonnigen Tagen gerne genutzt, an Wochen
wenigen Tagen im Jahr, enden und in den Ferien sind die Besucherzahlen
beeinträchtigen dann deutlich höher als an Arbeitstagen. Ab welcher
Belastung das für die Ökologie der Gewässer prob
aber die Ökologie unter
lematisch ist, wollen wir herausfinden.
Umständen stark und CW: Uns interessiert in diesem Zusammenhang
dauerhaft.“ auch die Frage, welche Rückkopplungen es zwi
Foto: Andy Küchenmeister/IGB MARKUS VENOHR schen Nutzung und Belastung gibt. Wenn viele
18 Jahresforschungsbericht 2018Stadt, Land, Gewässer | Fo r s c h u n g
„Denkbar wäre auch, – da können wir wunderbar vergleichen. Außer
dem untersuchen wir die im Berliner Stadtgebiet
Gewässer, die bereits
gelegenen Kaulsdorfer Seen, die im Sommer stark
attraktiv für Besucher frequentiert werden, aber auch Seen in Branden
sind, als „Opfergewässer“ burg, in denen vielleicht ein paar Dorfkinder baden.
zu definieren und dort
eine tolle Infrastruktur Ziel der Untersuchungen soll ja sein, Maßnahmen
zu installieren – von der zum Gewässerschutz anzupassen. Haben Sie ein
Beispiel für solche Anpassungen?
Zufahrt über Parkplätze
MV: Wichtig ist uns, Nutzerzufriedenheit und
Foto: Andy Küchenmeister/IGB bis zu Toiletten. Dadurch ökologische Effekte gemeinsam einzubeziehen. Für
lässt sich der Nutzungs einige Gewässer gibt es zum Beispiel eine maximal
druck lenken, andere erlaubte Zahl von Paddelbooten. Die Festlegungen
Gewässer in der Umge sind allerdings bisher nicht wissenschaftlich be
Menschen den Badesee besu bung werden weniger gründet und bei den Nutzenden umstritten. Wenn
chen und das Ökosystem leidet, wir jedoch zeigen können, dass die ökologische
stark besucht.“
wirkt sich dies wiederum auch Belastung ab einer bestimmten Anzahl tatsächlich
CHRISTIAN WOLTER
auf die Nutzung aus? Befragun kritisch wird, kann dadurch die Akzeptanz solcher
gen zeigten uns, dass moderat Begrenzungen steigen.
geschädigte Ökosysteme – etwa CW: Denkbar wäre auch, Gewässer, die bereits
ein „aufgeräumter“ Strand mit wenig Bewuchs und attraktiv für Besucher sind, als „Opfergewässer“
ohne Wasserpflanzen im Ufersaum – bevorzugt zu definieren und dort eine tolle Infrastruktur zu
werden, dort ist die Nutzerzufriedenheit größer als installieren – von der Zufahrt über Parkplätze bis
an sehr naturnahen Wasserstellen. zu Toiletten. Dadurch lässt sich der Nutzungsdruck
lenken, andere Gewässer in der Umgebung werden
Worauf legen Badegäste besonderen Wert? weniger stark besucht. Ein vollständiger Schutz
MV: Wer schwimmen will, dem ist klares Wasser ist kaum realisierbar – einzäunen geht schließlich
besonders wichtig; auch Müll wurde häufig als nicht. Aber unser Ziel sollte es schon sein, dass
Störfaktor genannt. Interessanterweise sind aber natürliche Gewässerlandschaften sich nicht weiter
auch andere Nutzerinnen und Nutzer uner zurückentwickeln, sondern sich erholen können.
wünscht. Wenn es sehr voll an einer Badestelle ist,
kann das schwerer wiegen als Müll oder andere In einer Stadt wie Berlin ist das sicher nur einge-
Störfaktoren. Je nach Nutzertyp sind die Präfe schränkt möglich, was kann man dort tun?
renzen allerdings unterschiedlich, zum Beispiel MV: In Berlin sind große Anteile der Gewässerufer
kann eine gute Wasserqualität für Angler eine verbaut und weder begeh- noch erlebbar. Diese
völlig andere Bedeutung haben; die mögen lieber moderat zu erschließen, bietet Potenziale sowohl
trüberes, also nährstoffreiches Wasser, in dem für das bessere Erleben urbaner Gewässer als auch
Fische gut gedeihen. Wer ein Boot fährt, mag es für den Arten- und Biotopschutz.
wiederum, wenn wenige Wasserpflanzen wachsen.
Die ökologische Belastung für Gewässer beginnt Das Gespräch führte Wiebke Peters.
jedoch bereits, bevor Freizeitnutzende Veränderun
gen wahrnehmen. Um solche Schwellenwerte geht Dr. Markus Venohr, venohr@igb-berlin.de
es uns. Dr. Christian Wolter, wolter@igb-berlin.de
Ab welchem Nutzungsdruck kommt es zu einer dau- Projekt: AQUATAG, Laufzeit: 03/17-12/17 und 03/19-
erhaften Beeinträchtigung von Ökosystemen? 02/22, Gefördert durch: BMBF, Leitung: Dr. Markus
CW: Für die kommerzielle Schifffahrt in Bundes Venohr, venohr@igb-berlin.de, Beteiligung: Abtei
wasserstraßen haben wir einen solchen Wert lungen 1 und 4, Programmbereich 3
bereits bestimmen können. Wenn mehr als sechs
bis acht Schiffe pro Tag passieren, werden im Venohr, M. et al. (2018). The underestimated
Uferbereich lebende Jungfische beeinträchtigt. Wir dynamics and impacts of water-based recreational
wollen weitere Belastungsschwellen identifizieren activities on freshwater ecosystems. Environmental
und untersuchen dafür sowohl weniger als auch Reviews, 26(2), 199-213. doi:10.1139/er-2017-0024
intensiver genutzte Gewässer, auch um unterschei
den zu können, welche Effekte aus der Freizeitnut
zung resultieren und welche nicht. Zum Beispiel
gibt es in der Spreewaldregion unterschiedlich
genutzte Wasserläufe: Von komplett geschützten
Gräben über wenig befahrene Nebenarme bis zu
den Hauptrouten, die intensiv genutzt werden
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei 19Fo r s c h u n g | Stadt, Land, Gewässer
Potenziell selbstreinigend:
städtische Gewässer Lichtverschmutzung
Viele anthropogene organische
Spurenstoffe, etwa aus Arzneimit
schadet Insekten
teln, werden in Kläranlagen nicht oder
kaum aus dem Abwasser entfernt und
gelangen so in städtische Flüsse. Deshalb
finden sich dort oft hohe Konzentratio
nen solcher Stoffe – so auch in der Erpe,
einem kleinen Fluss bei Berlin. Forschen
de des IGB haben dort untersucht, ob
urbane Fließgewässer über ein „Selbst
reinigungspotenzial“ für Spurenstoffe
verfügen, d.h. ob deren Konzentrationen Versuchsfeld im Naturpark Westhavelland | Foto: Maja Grubisic
im Gewässer durch gewässerinterne
Abbauprozesse reduziert werden. Die
Forschenden konnten zeigen, dass da Heimische Insektengemeinschaften sind
bei das Flussbett eine wichtige Rolle stark durch Klimawandel, Pestizide und
spielt: Ein Teil des Wassers dringt in das Landnutzungswandel gefährdet. Forschende des IGB
Sedimentbett (hyporheische Zone) ein, haben festgestellt, dass Regionen, die einen starken
fließt darin weiter und kehrt erst dann Rückgang an Fluginsekten verzeichnen, zusätzlich
wieder in den Fluss zurück. Entlang die unter hoher Lichtverschmutzung leiden.
ser Fließpfade nimmt die Konzentration
einiger anthropogener Spurenstoffe ab, Das Team um Maja Grubisic und Franz Hölker hat
etwa des Antiepileptikums Gabapentin. Untersuchungsgebiete aus einer Langzeitstudie von
Untersuchungen längerer Flussabschnit 2017 analysiert und konnte zeigen, dass diese Gebiete
te haben gezeigt, dass ein intensiver hy eine überdurchschnittlich hohe Lichtverschmutzung
porheischer Austausch die Spurenstoff aufweisen. Anschließend haben die Forschenden
konzentrationen deutlich verringern Einzelstudien zu den Auswirkungen künstlichen
kann. Begünstigt wird dieser Austausch Lichts in der Nacht auf Insekten ausgewertet und
auch durch naturnahe oder revitalisierte festgestellt, dass vieles für einen ernstzunehmenden
Flussläufe. Zusammenhang zwischen Lichtverschmutzung und
Insektensterben spricht. Zum Beispiel werden Flugin-
PD Dr. Jörg Lewandowski, lewe@igb-berlin.de sekten von künstlichen Lichtquellen an- und gleich-
zeitig aus anderen Ökosystemen abgezogen. Die Tiere
p www.uwi.tu-berlin.de sterben wegen Erschöpfung oder als leichte Beute.
p www.bayceer.uni-bayreuth.de/hypotrain Zusätzlich bremsen Lichtbarrieren ihre Ausbreitung.
Der dadurch fehlende genetische Austausch könnte
Schaper, J. L. et al. (2018). The fate of polar die Widerstandsfähigkeit von Insektenpopulationen
trace organic compounds in the hypor gegen andere schädliche Umwelteinflüsse mindern.
heic zone. Water Research, 140, 158-166.
doi:10.1016/j.watres.2018.04.040 Die Ergebnisse der Übersichtsstudie zeigen, dass
Schaper, J. L. et al. (2018). Hyporheic ex künstliches Licht in der Nacht weit verbreitet ist und
change controls fate of trace organic com vor allem in landwirtschaftlichen Gebieten komplexe
pounds in an urban stream. Environmental Auswirkungen mit unbekannten Konsequenzen für
Science and Technology, 52(21), 12285-12294. die Biodiversität haben kann. Lichtverschmutzung
doi:10.1021/acs.est.8b03117 sollte deswegen in zukünftigen Studien generell als
Posselt, M. et al. (2018). Determination of potenzieller Stressfaktor berücksichtigt werden.
polar organic micropollutants in sur
face and pore water by high-resolution Mehr erfahren
sampling-direct injection-ultra high per p www.igb-berlin.de/news/insektensterben-durch-lichtverschmutzung
formance liquid chromatography-tandem
mass spectrometry. Environmental Science: Dr. Franz Hölker, hoelker@igb-berlin.de
Process & Impacts, 20(12), 1716-1727. Dr. Maja Grubisic, grubisic@igb-berlin.de
doi:10.1039/C8EM00390D
Grubisic, M. et al. (2018). Insect declines and agroecosystems: does
light pollution matter? Annals of Applied Biology, 173(2), 180-189.
doi:10.1111/aab.12440
20 Jahresforschungsbericht 2018Sie können auch lesen
